超硬材料微结构表面的超声振动辅助抛光装置的使用方法

摘要

超硬材料微结构表面的超声振动辅助抛光装置的使用方法，它涉及超声振动辅助抛光装置的使用方法。本发明要解决机械抛光方法的效率低、加工表面质量不均匀及微结构尖锐处易破坏的问题。本发明装置由精密磨床工作台、测力仪、超声振动工作台、超硬材料仿形加工工具、光学显微镜和精密磨床主轴构成。使用方法：一、磨削；二、抛光；三、依次加工所有的微槽即完成。本发明确保了磨削后的微结构形状精度及微结构表面尖锐部分不被破坏，有效的提高了超硬材料的抛光效率，并且可以高效的得到高质量的微结构表面。本发明用于超硬微结构表面精密抛光。

主权项

超硬材料微结构表面的超声振动辅助抛光装置的使用方法，所述的超硬材料微结构表面的超声振动辅助抛光装置由精密磨床工作台(1)、测力仪(2)、超声振动工作台(3)、超硬材料仿形加工工具(5)、光学显微镜(6)和精密磨床主轴(7)构成，测力仪(2)位于精密磨床工作台(1)左侧上表面上，光学显微镜(6)位于精密磨床工作台(1)右侧的上表面上，超声振动工作台(3)位于测力仪(2)的传感器上且与其固定连接，从而采集加工区域垂直抛光力的变化，超硬材料工件(4)固定在超声振动工作台(3)的工具头(3‑1)前端的端部上，所述工具头(3‑1)随精密磨床工作台(1)左右方向移动，超硬材料仿形加工工具(5)安装在精密磨床主轴(7)上，且与其下方的超硬材料工件(4)接触，超硬材料仿形加工工具(5)为金刚石仿形砂轮(5‑1)或仿形抛光轮(5‑2)，光学显微镜(6)的镜头朝向超硬材料仿形加工工具(5)与超硬材料工件(4)的接触位置，其特征在于所述的使用方法包括如下步骤：一、将金刚石仿形砂轮(5‑1)安装在精密磨床主轴(7)上，将超硬材料工件(4)固定到超声振动工作台(3)的工具头(3‑1)前端端部，施加一维超声振动，所述一维振动方向与工具头(3‑1)进给方向相同，控制金刚石仿形砂轮(5‑1)的转速为2000rpm～4000rpm，控制精密磨床工作台(1)进给速度为0.2mm/min～2mm/min，完成对超硬材料工件(4)的精密磨削；二、将金刚石仿形砂轮(5‑1)取下，将仿形抛光轮(5‑2)安装到机床主轴(7)上，通过光学显微镜(6)观察及测力仪(2)监控精密调整仿形抛光轮(5‑2)与超硬材料工件(4)微结构表面的相对位置和接触力度，使仿形抛光轮(5‑2)处于第一待抛光微结构表面正上方，通过超声发生器向超声振动工作台(3)施加一维超声振动，带动超声振动工作台(3)上的超硬材料工件(4)进行一维超声振动，同时超硬材料工件(4)和超声振动工作台(3)随精密磨床工作台(1)沿X轴方向进给，调节振动频率为25kHz～35kHz，振动振幅为1μm～5μm，仿形抛光轮(5‑2)转速为50rpm～300rpm，超硬材料工件(4)进给速度为1mm/min～100mm/min，选取抛光液进行抛光；X轴方向为超硬材料工件(4)进给方向，Z轴方向为精密磨床主轴(7)方向；三、每间隔1～3分钟向抛光区域内滴入抛光液，完成第一微槽抛光后，仿形抛光轮(5‑2)沿Z轴方向移动到相邻的第二待抛光微槽处，依次加工所有的微槽即完成。